桥梁数据自动化采集系统.pdf

第 1 页 共 13 页 桥梁健康桥梁健康信息信息监测自动化采集系统监测自动化采集系统 陈红波陈红波 在桥梁健康监测工作中 数据自动化采集与传输是整个监测系统中最重要的 一个环节 根据桥梁监测内容的不同 需要对不同的桥梁位置安放相应的传感器 只有及时有效地把传感器采集到的数据正确汇总到上位机 才能将各个数据进行 融合 进行桥梁的结构状态分析 根据状态评估对桥梁做出相应的处理 桥梁数 据自动化采集与传输目前经历以下几种方式 最初采用集中式采集 即传感器星 型连接 将各个传感器分别用电缆连接到中央采集站 由中央采集站将所有数据 汇总打包 然后发送到上位机 这种方式布设传感器困难 硬件投入多 而且由 于传输距离太远 对于桥梁监测中的应变小电压信号会造成数据失真 集中式采 集根本无能为力 最近几年发展到分布式采集方式 即采用总线结构 这样各个 传感器的输出信号可以用很短的电缆连接到智能调理器中 经过处理后 智能调 理器将数据发送到总线上 这样构成的系统线缆上传输的基本都是数字信号 其 抗干扰性 稳定性均远远优越于模拟量构成的系统 自动化数据采集系统建立的目的是实现对力学指标的自动 连续监测 对结 构进行实时状态监测 为健康安全综合评估提供数据 根据系统总体设计定义 桥梁健康信息监测自动化采集系统主要包括了以下内容 1 传感器子系统 传感器选型 传感器自身安全性 2 数据采集与传输子系统 传感器信号的分类及信号调理的方法 分布式采集方案 采集控制及采集同步 智能调理器模块 3 数据处理与控制子系统 结构状态的特征参数确定及其提取方案 数字滤波及其有效数据抽取 数据管理 显示和控制方案 在自动化数据采集的系统建立中的主要工作包括 系统设计 硬件选型研究 关键器件研发 软件研发 系统中相应元器件 设备 线路等的外场安装和调试 等工作 第 2 页 共 13 页 1 1 传感器子系统传感器子系统 传感器模块完成应变 结构温度 索力 环境参数 几何变形等参数的信息 采集工作 传感器系统的选择依照以下原则进行 1 1 选择合适的传感器精度选择合适的传感器精度 根据对桥梁监测的数据指标选择合适的传感器 传感器的精度和器价格是矛 盾的 因此在传感器的选择上不能一味追求高精度 应在适合的前提下选择精度 合适的传感器 2 2 选择满足长期稳定性与可更换性要求的传感器选择满足长期稳定性与可更换性要求的传感器 传感器在桥梁正常运营的工作环境下能够长期稳定工作 其必须具备温漂 小 时漂小 可靠性高的特点 由于桥梁设计年限远远高于传感器类的光电产品 因此在桥梁的生命周期内 传感器必然面临更换的问题 所以传感器的可更换性 也是极其重要的 3 3 选择满足采样频率或者时间系数选择满足采样频率或者时间系数要求的传感器要求的传感器 桥梁结构状态始终处在不断的变化中 因此 对桥梁结构进行指定时间的实 时监测时必要的 通过实时监测可以获得桥梁结构在变化荷载作用下的响应 这 对于分析桥梁各个时期结构刚度状态 记录桥梁的加载变换历程从而进行疲劳寿 命分析有重要作用 传感器系统具有较高的采样频率的另外一个好处就在于便于 实现全桥传感器系统采样数据的同步 否则各传感器数据不同步将导致较大的分 析误差 4 4 选择方便采集的传感器类型选择方便采集的传感器类型 对某种参数的监测可以选择不同的传感器 这些传感器都能够满足上述要 求 这是 应尽量选择便于采集的传感器 这样可以大大简化采集系统的设计 并且具有更高的可靠性 一般而言 按照监测内容要求 选择输出电压 电流或 者数字信号的传感器较为容易 5 5 传感器自身安全性的识别及对策传感器自身安全性的识别及对策 传感器在使用过程中可能会面对各种故障 这些故障包括 无法工作 受到 强电场的干扰 温度漂浮过大 时间漂移过大等等 因此 健康监测系统应能够 对上述情况进行识别并发出传感器故障报警 并在传感器选型及安装过程中避免 上述故障的发生 传感器无法工作通常由于传感器本身质量 安装工艺部不过关 人为破坏或 遭遇雷击或其他强电脉冲 解决这个问题的主要办法是选择质量可靠的传感器生 产厂家 严格按照规定的安装工艺施工 安装传感器的机械保护装置及防雷设备 第 3 页 共 13 页 等 某些传感器输出微弱信号容易受到强电场干扰 应对这些传感器加装屏蔽保 护装置 在选择传感器的时候同时应重复注意传感器的温度漂移及时间漂移 并应采 购传感器样品进行上述两项测试 另外 在数据采集子系统 数据处理子系统中利用传感器的统计信息以及各 传感器的相关信息能够分析得到传感器的部分故障情况 2 2 数据采集与传输系统数据采集与传输系统 数据采集与传输系统负责传感器信号的采集 调理 预处理 传输等 具体 功能要求如下 1 系统应既能在无人职守条件下 7 24 小时连续采样 又可在报警状态 下 如台风 地震 船撞等 进行特殊采样和人工干预采样 2 数据采集软件应具有高效 可靠数据采集与传输的功能 并能对现场 数据进行基本的预处理 并能实时报告当前节点的工作工况 3 每个传感器信号均可在线预览 滤波 变换和同步统计处理 以便根 据实际传感器信号的时域 频域性质合理设置采样参数 4 数据可供远程传输 传输和采样参数可远程在线设置 网络节点可以 方便的增加和减小 5 系统管理员可以通过友好的人机界面对模拟 数字和视频等所有信号 的采样频率 触发阈值 时间间隔等参数进行调整并在线更新 6 系统软件操作权限分为多级 只有系统管理员具有配置中心数据库 编辑配置文件 修改传感器的校准数据等在内的操作权限 而一般的普通管理员 不应被赋予上述操作权限 以保证系统安全 7 系统具有实时自诊断功能 能够识别传感器失效 信号异常 子系统 功能失效或系统异常等 出现故障时 系统应能立即自动地将故障信息上传至数 据处理与控制服务器 并激活警报信息 与此同时 隔离故障传感器或子系统以 保障其余部分正常工作 8 当系统的一个或多个部分暂时断电时 系统的各个部分应无需人为干 涉即可自动重新启动 同步校准和继续正确运行 9 光纤数据传输网络应基于 TCP IP 标准 以与其它基于 TCP IP 的设备 和网络相协调 10 光纤数据传输网络的设计和构造要考虑将来的扩展 且扩展无需中断 系统操作和影响现有的用户 在各站之间的数据交换应符合 ISO 或 CCITT 标准 1 1 采集采集与传输与传输系统总体原则系统总体原则 可靠性的原则 选择误码率低 传输过程抗干扰能力强 具备一定故障自愈能力的采集与传 输方案 第 4 页 共 13 页 易维护的原则 选择后期维护尽量简化的方案 应尽量采用避免大规模不同类型线缆的布线 工作 标准化的原则 尽量选择符合国际标准协议及标准安装程序的方案 快速 实时的原则 在不增加成本的前提下尽量选择传输率高 实时性好的方案 当实时性无法 充分保证的同时应确保同步性良好 2 2 各类信号采集 处理方法方案各类信号采集 处理方法方案 桥梁数据自动化采集系统采用了多种传感器 这些传感器输出信号种类也多 种多样 大大增加了采集系统构筑的难度 智能调理器的前端设计在智能调理器中或者说在整个数据自动化采集系统 中占有重要地位 传感器输出的模拟电压或电流经过智能调理器的前端处理后 转变为数字信号 以串行或并行的方式传送给微处理器 因为传感器的众多 输 出参数也不尽相同 考虑到桥梁上安装 调试的方便 尽可能的做到智能调理器 的前端设计能满足多种传感器的输出 因此首先就是总结各种传感器的输出 以 及希望采集后的技术指标 并且还要考虑未来增加传感器有可能的输出方式 根据以上所有传感器的输出参数 将其分为三类 一类是 mV 级的微弱电压 信号 主要是惠斯登电桥的输出 一类是电压和电流信号 范围在 5V 5V dc 之间 因为 AD 转换的高阻抗输入 4 20mA 的电流信号通过串接 250 欧姆的精 密电阻变为 1 5V dc 一类数字温度传感器 用来监测各个传感器的温度 本系统利用自行研发的智能调理器能够很好的解决这个问题 根据上面所述共研究开发了两种智能调理器 一种是处理应变电桥的输出 一种是处理 5V 或者 4 20mA 电流信号 两种调理器在处理模拟量输入时都可 以同时处理一路数字温度信号 调理器采用总线供电和总线传输数据 供电和数 据传输均做了防雷处理 3 3 基于基于 RS485RS485 总线的总线的分布式分布式采集系统采集系统 数据采集和控制系统主要有两种分布形式 基于基于分布式的数据采集与控 制系统和基于板卡的集中式数据采集与控制系统 基于分布式的数据采集与控制系统 基本方式是采用基于现场总线的数据采 集智能模块 流行的现场总线如 RS 485 非严格 CAN BUS Profibus 等 基本 做法是通过现场总线将智能模块引入计算机 上位机通过定制的软件和智能模块 通讯 优点是易维护 布线简单 可靠性高 缺点是采样速度低 成本较高 基于板卡的集中式数据采集与控制系统 基本方式是采用数据采集卡进行数 据采集 主要做法是将一块基于 IAS 或 PCI 的板卡插入工业计算机或商用机 非 严格场合 上 将外部信号通过导线引至计算机的端子上然后接入数据采集卡 通过定制的软件就可以进行采集 优点是成本较低 速度快 缺点是可靠性一般 第 5 页 共 13 页 同时布线费用高 本系统我们采用分布式的数据采集与控制系统 采用 RS485 总线 具有很高 的易维护性 布线简单 可靠性高 系统具有实时自诊断功能 可以报告和定位 任何一个节点 包括网络通讯节点和间隔层设备节点 的工作情况 大大提高了系 统的可维护性能 基于 RS485 总线的大型桥梁健康监测数据自动化采集系统的设计中 智能调 理器后端设计为 RS485 总线方式 以 RS485 的差分数据信号输出到总线 最远可 以传输 1200m 用来汇总各个智能调理器数据的工业控制计算机选用了 MOXA 公 司性能强大的嵌入式智能通讯服务器 UC 7420 UC 7420 是专为嵌入式应用而设 计的智能通讯服务器 具备 8 个 RS232 422 485 串口 双 10 100Mbps 以太网网 络端口 PCMCIA 作无线通讯 以及扩充用的 CompactFlash 接口 通过 UC 7420 的网络端口外接网络转光纤模块 使数据最终达到远程监测站的上位机 上位机 是基于 VC 编程的大桥综合管理系统 包括了用户界面及中心数据库子系统 针对基于分布式的数据采集与控制系统的采样速度低的缺点 对采样点采集 的软件使用较为底层的 C 语言进行开发 提高了应用程序的运行性能 使用实时 的 Linux 操作系统 并多方面针对数据采集做了大量的软件优化 最终使单口单 设备数据采集能力达到 100Hz 以上 桥梁健康监测中数据采集要求采集速度一 般在 10Hz 以下 故完全能够满足现场使用的要求 本分布式系统具有如下显著特点 1 采用分布式测控技术并结合集中式数据采集的优势 在智能调理器上采 用了数据缓冲技术解决了分布式采集速度慢的问题 2 每个传感器均与智能调理器连接 将传感器型号调理成符合国际标准协 议的数字型号 3 调理器的组网方式采用总线的方式 由于安装了智能调理器 实际上将 各个传感器转换成了智能传感器 那么采集站对每个传感器采集的信号 就变成了统一的数字信号 这样可以采用相同的命令格式向不同的传感 器发送采集或者传感器维护命令 这大大地降低了采集站配置的难度 同时也大大降低了采集系统的费用 4 由于智能化调理器和传感器具有一一对应的特点 因此 调理器和传感 器安装距离非常近 调理器到传感器的模拟电缆非常短 这很大程度降 低了模拟电缆抗电磁保护的难度 最大程度减少了线缆使模拟信号的衰 减失真 有智能调理器构成的整个自动化采集系统基本都成了数字信 号 大大提高了抗干扰能力 4 4 数据采集的控制及其采集的同步策略数据采集的控制及其采集的同步策略 通过在每个传感器上安装一一对应的智能化网络调理器 智能化网络调理器 可以很容易通过网络报文实现以下功能 控制传感器进行数据采集 查询传感器的工作状态 第 6 页 共 13 页 查看 修改传感器的参数 标签等信息 利用智能调理器自身的定时器 自动采集传感器数据到调理器缓存 供 采集站召唤 分布式采集系统相对集中式采集系统而言其优势在于布线成本的 抗干扰能 力强 不足之处在于数据采集的同步性不易得到保障 本系统通过了以下方法来 确保数据采集的同步性 各个网络节点之间通过网络对钟协议进行时钟同步 可以达到 10uS 级 的时间同步精度 数据采集主机采用总线广播的方式同步分布式数据点的数据 调理器模块采用集中式数据采集的思想实现数据的缓存和批量传输 经过上述策略后全桥传感器同步性优于 1mS 实时性优于 0 1s 5 5 供电网络布设供电网络布设 供电网络的布置与通讯网络可以共用多芯的电缆 6 6 智能调理器模块智能调理器模块 针对基于分布式的数据采集与控制系统的采样成本较高的缺点 我们针对桥 梁健康监测中点数较多且比较分散 但是单点数据量较小的特点 没有控制要求 的特点 自主开发了性能和稳定性较高的调理器模块 大大降低了间隔层设备的 单体成本 成倍减小了分布式数据采集与控制系统的整体造价 使该系统在成本 上赶超了集中式数据采集与控制系统 由此可知 系统采用的分布式数据采集与控制系统 克服了其速度低 成本 高的缺点 发挥和增强了系统的易维护性 具有很高的可靠性 布线简单 进一 步降低了工程造价和整体系统成本 数据采集与传输系统由数据调理模块和数据采集与传输网络组成 数据采集 网络采用先进的 RS485 总线设计 高效的采集和处理调理器上送的数字信号 采用工业级的硬件架构和稳定 可靠 高效 可配置的软件设计 数据传输网络 采用整体光纤网络组成 整体光纤网络将各数据采集单元连接成网络 并将采集 的数据传输到数据处理与控制服务器 分布式数据采集和传输子系统中 调理器用来采集各种不同类型的传感器信 号 调理成统一的数字信号 然后经由 RS485 网络发送给数据采集与传输模块 调理器模块将所有传感器信号变送为 RS485 总线数字信号 数字信号可以轻易 实现 1000m 以上的远距离高速传输 且数字信号在传输过程中不会损失精度 RS485 总线支持一根总线连接 32 个调理器 传感器 极大地方便了现场布线工 作 节约了工程造价 调理器模块内置存储器 存储传感器编号 传感器标定曲 线等数据 调理器模块具有如下特点 采用 24 位高精度 A D 转换器 对桥路和单端输入接入不同的电压基准 第 7 页 共 13 页 使调理器误差控制在 0 1 以内 采用国际流行的 MODBUS 协议 方便对外通信输出 可由监测中心动态调整站号 波特率 内部增益等 免手动跳线设置 由控制字选定模拟量输入方式 总线最大可以挂接 32 个节点 通信最高速率 1Mbps MCU 内置硬件看门狗 外接有效复位芯片 保证系统可靠运行 宽电压输入范围 18V 到 36V 输入 模块化设计 可以灵活外接不同的输入输出板 调理器模块支持一条总线并联多个设备 但需要设置不同的站码 站码采用 一个字节的无符号位存储 最多支持 32 个调理器模块进行连接 根据不同的总 线连接方式 总线支持的数量会有所不同 调理器模块性能指标如下表所示 差分调理器模块性能指标差分调理器模块性能指标 项目 最小 典型 最大 单位 桥路激励电压 4 9 5 5 1 V 桥路电阻 120 350 5000 桥路灵敏度 8 8 mV V 温度零点漂移 3 5 ppm 温度增益漂移 3 5 ppm 时间零点漂移 20 200 ppm 20 年 时间增益漂移 50 ppm 年 非线性度 标定前 5 10 ppm 内部分辨率 24 位 有效分辨率 1Hz 采样频率 19 位 有效分辨率 10Hz 采样频率 17 位 有效分辨率 100Hz 采样频率 15 位 温度传感器类型 DS1820 供电电压 18 24 36 V 电源负荷 空载 50 mA 储存温度 45 25 85 操作温度 10 25 55 操作湿度 0 95 RH 无结露 通讯速率 10K 1M 波特 隔离电压 15K V 单端调理器模块性能指标单端调理器模块性能指标 项目 最小 典型 最大 单位 参考电压源 2 499 2 5 2 501 V 第 8 页 共 13 页 增益 0 25 1 128 温度零点漂移 3 5 ppm 温度增益漂移 3 5 ppm 时间零点漂移 20 200 ppm 20 年 时间增益漂移 50 ppm 年 非线性度 标定前 5 10 ppm 内部分辨率 24 位 有效分辨率 1Hz 采样频率 19 位 有效分辨率 10Hz 采样频率 17 位 有效分辨率 100Hz 采样频率 15 位 温度传感器类型 DS1820 供电电压 18 24 36 V 电源负荷 空载 50 mA 储存温度 45 25 85 操作温度 10 25 55 操作湿度 0 95 RH 无结露 通讯速率 10K 1M 波特 隔离电压 15K V 3 3 数据处理与控制子系统数据处理与控制子系统 1 1 数据数据处理及控制子系统总体处理及控制子系统总体方案方案 采集系统收集到的数据必须经过数据处理与控制子系统对其进行预处理方 面能够提交给后续子系统使用 其主要实现以下功能 数据采集 传输的控制 数据库的建立及相关功能的实现 包括数据的存储 格式化 查询 可 视化等工作 数据优劣的评估与优良数据的抽取 建立输出处理与控制的用户界面 相应用户对已存数据的查询请求及采 集数据的控制请求 建立与 Internet 的连接 自动进行数据存储与删除操作 保留分析后的数据及部分重要的原始数 据 定期删除不再使用的数据 本系统由数据采集控制模块 数据分类 抽取模块 监测数据库及用户界 面 4 部分组成 数据采集控制模块可以按照给定的采集方案来驱动数据采集与传输子系统 采集数据 采集方案包括时间条件及连续观测参数触发条件 比如可以指定在温 度达到某个数值时触发采集等 另外采集控制模块还能够接收用户指令来进行数 第 9 页 共 13 页 据采集 数据分类与抽取模块主要完成将光纤传输过来监测数据包进行分解 解析 与分类 并且通过简单的数值分析与比较初步判断数据的优劣 并将良好的监测 数据抽取出来存入数据库 监测数据库属于总体系统的中心数据库的一部分 包括数据库及相应的管 理系统 主要完成监测数据的存储 SQL 查询等工作 监测数据库中的数据将提 供给健康安全评估子系统使用 用户界面模块属于总体系统界面下的一部分 为用户提供监测数据的查询 控制采样等操作 同时通过总体系统界面提供与互联网的连接 2 2 反映结构状态的特征参数确定及其提取方案反映结构状态的特征参数确定及其提取方案 结构状态特征参数时指能够反映结构特征的物理量 比如 饶度 应力 索 力等 而传感器采集系统所获得的时传感器的读数 这些读数一般情况下都是电 信号 将传感器获得的电信号向结构特征参数转换是及其重要的过程 在这个过程中涉及到以下几个问题 1 传感器电信号向测试物理量的转换 2 测试物理量向结构特征参数的转换 3 数字滤波及各种参数有效数据的抽取 我们把传感器读数向物理量的转换过程称为数据预处理过程 后续的处理 过程我们称为二次处理 3 3 传感器电信号向测试物理量的转换传感器电信号向测试物理量的转换 传感器电信号向测试物理量的转换通常依靠传感器出厂的标定证书 利用 标定证书提供的曲线或者公式参数可以完成传感器读数向物理量的转换 但通常任何一种传感器都会发生温度漂移 因此 在这个转换过程中应对 应某些温度产生显著漂移的传感器进行温度补偿 温度补偿通常可以采用补偿电 路或进行数字补偿 本系统电阻应变测试桥路采用了补偿电路的技术 因此 这 部分温度漂移可以忽略 当然 对于所有的传感器测点本方案均考虑加装温度传 感器 通过这些温度传感器可以对传感器的温度漂移进行补偿 由于除电阻应变 片外的传感器供应商罕有提供温度补偿参数的 因此 在系统建立前应建立良好 的测试机制 对可能产生较大温度漂移的传感器进行温度参数的测定 另外 考 虑到传感器安装好以后可能由于安装支架等原因导入新的温度漂移 因此 应在 系统建是三年立好以后进行一段时间的温度漂移的监测 并对一些产生明显温度 漂移的传感器进行数字温度补偿 在这个补偿过程中应注意不要误将结构本身在 温度影响下的相应当作温度漂移 另外 部分传感器由于安装误差会导致标定曲线的漂移 最显著的例子是 锚索计 这类传感器可能由于锚垫板的不平整等问题导致标定曲线的漂移 因此 对此类传感器还应该结合其它监测方式进行现场再标定 当然 我们在传感器选 型过程中将力图避免采用此类传感器 第 10 页 共 13 页 另外 在这个过程中还应该注意传感器的时间漂移量 考虑到时间漂移量 补偿难度较大 应在传感器选型阶段选择时间漂移小的传感器 4 4 测试物理量向结构特征参数的转换测试物理量向结构特征参数的转换 测试物理量向结构特征参数的转换还需要经历一个转换过程 这个转换过程 有可能需要其它传感器的配合 有可能要进行数据的分析处理 这个处理过程不 同的传感器将采用不同的策略方式 索力 支反力特征参数的获取索力 支反力特征参数的获取 这类传感器具有较强的独立性 物理量就是结构特征参数 应变传感器特征参数的获取应变传感器特征参数的获取 钢结构上的应变传感器可以直接利用钢结构弹性模量进行应力参数的获取 混凝土结构上的应力参数则需要考虑混凝土的收缩和徐变应变的剔除工作 连通管高程特征参数的获取连通管高程特征参数的获取 连通管通过压力变送器可以获得测点的压力物理量 这个物理量的高程参数 转换还需要参照不动点的压力参数 并且还需要考虑连通管管路液体的温度对液 体密度的影响等因素 振动参数的提取振动参数的提取 振动传感器获得的参数一般是加速度或者速度的时程值 为了获得结构特征 参数如频率 阻尼比等必须对这类传感器进行 FFT 变换等数值处理 拉索断丝参数的提取拉索断丝参数的提取 声纳传感器获得的参数需要经过比较复杂的幅值域及频域的分析 最后结合 断丝数据库中的特征值进行相关性分析 然后才能够获得拉索断丝的特征参数 5 5 数字滤波及有效数据的抽取数字滤波及有效数据的抽取 数据采集系统采集的参数通常包括静态数据及动态数据 静态数据主要用于 恒载状态的识别及损伤识别 动态数据主要用于结构振动特性的分析 对于静态数据需要进行活载及风振的过滤 经过过滤后的静态参数将仅包含 温度对结构的影响 这种过滤一般可以采用低通滤波的方式 实现的时候可以采 用幅值域分析的方式 对于动态参数则应考虑所需要测试的频率范围进行带通滤波 考虑到传感器及采集系统自身的采集及传输误码率在整个数据的处理过程 中将不可避免面临无效数据 那么如果将无效数据过滤掉就称为数据处理子系统 一个重要的任务 通常有效数据的抽取可以对各种传感器参数及获得的物理量以及最终获取 的特征参数设定一定的限值 对于超过这些限值的参数均进行剔除 其数值用前 一个读数来代替 另外 一个方法是利用传感器参数变化的斜率限值来进行有效数据的抽取 6 6 数据管理 显示和控制方案数据管理 显示和控制方案 第 11 页 共 13 页 本系统对数据的管理实行分类管理的管理方式 采集系统按照 10Hz 的频率 进行实时采集 提取 2Hz 数据作为实时数据显示 发送到显示模块进行处理 实时数据在现场采集服务器和管理中心采集服务器上暂存 定时进行分析计算 分析计算结果通过界面显示并存储入库 总体数据按照实时数据显示 实时数据 分析计算结果制定不同的管理 显示和备份方案 并通过系统用户界面对各种采 集 传输和存储方式进行控制 对于实时数据显示 通过基于以太网的传输网络 数据采集与传输系统对数 据进行采集并筛选出实时数据显示 同时实时传输到管理中心实时处理计算机 上 实时处理系统根据结构状态参数进行分析计算 提取特征参数 联合分析并 通过显示界面显示各种特征参数的实时曲线 对网络通讯中各个节点出现的通讯异常和数据异常显示报警信息 对于实时 数据 初步存储在采集与传输计算机中 存储的数据定期进行压缩备份归档 定 时进行数据处理与分析 抽取优良数据并根据不同的计算参数和数据特性进行数 字滤波处理 将最终计算结果存储入库 处理结构数据库通过数据库备份和归档 方案定期备份和电子化归档 重要数据打印输出进行纸张化管理 实时数据管理 方案如下图 结构分析系统调用实时数据处理结果进行结构分析 分析结果入库并通过用 户界面显示 分析结果通过数据库备份和归档方案定期备份和电子化归档 重要 数据打印输出进行纸张化管理 最后根据各种阶段的数据进行综合整理 使用报表管理系统对数据进行归纳 总结 并结合人工巡检资料综合处理出综合报告 报告结果存储入库并打印输出 结合结构特性进行分析 对桥梁结构进行分析评价 资料和结果进行归档 显示系统提供各种阶段的数据的展示和控制平台 实时数据实时显示界面显 示桥梁的环境 变形 内力 索力等曲线 并提供对采集和传输的各种参数进行 设置的接口 显示界面还包括对采集与传输中出现的故障和异常进行报警 对初 步分析计算数据的超限和异常进行提示性报警信息 显示界面提供历史数据定期处理方案的定制界面 设置自动处理方案并可以 手动调用处理模块对数据进行分析处理 报表和图形化的方式展示数据处理结 果 显示界面集成结构分析模块 提供结构分析的界面接口 对结构分析系统进 行各种处理数据的显示和分析结果的展示 报表生成和展示通过界面显示提供处理界面接口 对数据备份与归档方案进 行定制和处理 对系统采集与控制系统中各种采集和传输参数进行界面定制 提供控制采集 和传输的界面接口 本系统界面显示部分采用基于因特网的通讯机制 提供远程监视 查看 查 询分析的接口 实现基于因特网的大桥安全监测管理系统的远程监视与控制 基 于安全性的需要 系统需要与因特网有良好的通讯并具有安全的网络隔离措施 第 12 页 共 13 页 系统界面提供的接口和数据控制与管理方案的关系如下图 本系统控制包括对数据采集与传输系统的参数控制 数据分析处理